风力发电机的工作原理图片,风力发电机原理动画图解

首页 > 科技 > 作者:YD1662024-04-24 01:41:30

翼型升力系数随攻角变化关系

但是!细心的读者可能也发现了,攻角不是越大越好。当攻角超过某个值,升力系数急速下降,这是因为康达效应失效,气流将不再贴着机翼

风力发电机的工作原理图片,风力发电机原理动画图解(13)

机翼上方平滑的气流变成了乱流,阻力增大而升力减小,升力系数急转直下!

实际上,机翼在各个速度分布区的形状和原理有很大差别,比如亚音速区、跨音速区、超音速区要解决很不同的问题,内容十分丰富而有趣(有空了写一写)。以上的讨论限定在0.3倍音速以下,足以用于讨论风力发电机的情形。本部分要点总结如下:

1. 如果要寻求一个简单的视角(未必严格),康达效应 “偏折空气”是个很不错的选择。

2. 严格的计算表明,在简单也足够广泛的情形下,环致升力,且升力系数与攻角在小角度成线性关系

3. 当攻角超过一定值时,将会发生失速,升力系数随攻角增大迅速减小。

2.风力发电机的动力原理

回归到风力发电机的动力问题,经过以上对飞机翼型和相应升力的讨论,相信大家已经获得了初步的定性认识,也对这细长的叶片看起来和机翼的相似性有了感觉!这种风力发电机的叶片,动力正是来源于类似机翼的升力!没错,如果我们来观察叶片的横截面,将更能感受到这一点:

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一些风力机叶片侧剖图 | 图自[2]

当然,毕竟适用场景不同,与传统飞机翼型当然是明显有区别的。我们将利用这种升力作为动力来源的发电机成为升力型风力发电机,特点是利用很小的迎风面,就可以提供发电所需的强大动力。有了以上攻角和升力系数概念的铺垫,我们对升力型发电机的效率就可以有简单的计算。容易想到,实际运行的风力发电机,叶片是旋转的,在讨论与空气的相对速度时,要考虑线速度和风速的叠加。

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转动叶片的攻角分析,要考虑风速和转动线速度的叠级 | 图自[3]

怎么样!对风力发电机的动力来源的理解是不是一下子清晰了很多!

这样设计的风机有诸多好处。从设计而言,这种“细”的特点极大地方便用于设计大型风机,以1500千瓦的风机机组为例,机组叶片大约有35米长(约12层楼高)。

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